南海钙质砂的液化特性动三轴试验研究

随着南海岛礁建设的快速发展,确定钙质砂工程场地的液化特性是预防和减轻地基液化灾害的重要课题。为研究钙质砂在动力荷载作用下的液化特性,开展了钙质砂室内动三轴试验,考虑有效围压和动应力比两方面因素,对钙质砂动孔压的发展过程、动应变的累积特征以及滞回曲线的演变规律进行了分析。试验表明,随着围压的增大,钙质砂的抗液化能力增强,试样出现失稳时的累积塑性应变也随之增加;有效围压越大,钙质砂的孔压曲线波动幅度越大,循环活动强度增强。钙质砂累积塑性应变的变化趋势相似,开始稳定发展,累积到试样失稳位置后应变急剧增加,使试样变形破坏。钙质砂在液化破坏后,颗粒骨架结构仍然存在一定的残余强度。滞回曲线的面积呈现先增大后缩小的演变规律;滞回圈的形状在液化过程前期基本不变,中期会发生剧烈变化,后期又逐渐趋于稳定。     

应力和应变控制下饱和砂土循环扭剪试验分析

针对某些动荷加载为应变控制的工程问题,如大型工业振动机械的工作平台基础,为研究其动力学性质,利用空心圆柱扭剪仪,分别采用应力和应变控制两种加荷方式,对处于复杂初始应力状态,即不同中主应力系数下的饱和福建标准砂进行小应变循环扭剪试验研究。结果表明,不同加荷方式对土的骨干曲线和剪切模量没有影响;同剪应变幅值时,应变控制下土的阻尼比较应力控制略大;两种控制方式下,试样振动过程中的轴向变形均随着中主应力系数的增大而减小。可见,加荷方式对土的动力特性影响甚微,针对动应变控制的工程问题,在设备有限时可采用应力控制试验模拟代替。     

循环预剪作用对饱和松砂抗液化强度影响

利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,在均等固结条件下,针对福建标准砂(Dr=30%),进行了不同应力幅值的循环预剪试验和二次加载液化试验,探讨了波浪荷载的循环预剪作用对饱和砂土抗液化强度的影响.试验结果表明:循环预剪作用降低了饱和砂土孔隙比,但其影响程度较小.在较小的应力幅值范围和一定的循环次数内,循环预剪作用过程中所产生的最大孔隙水压力随着所施加的循环应力幅值的增加而呈线性的增长.在循环预剪过程中饱和砂土未发生液化条件下,随着循环预剪应力幅值的增加,饱和砂土的抗液化强度也不断得到提高.分析其原因,主要是在施加循环预剪作用时,饱和砂土孔隙的均匀化过程和砂土颗粒间咬合作用的增强,使砂土形成了较为稳定的结构.     

尾中砂动应力试验

以宁城宏大二号尾矿库尾矿砂为研究对象,通过动三轴试验对其动强度特性与抗液化能力进行研究.对于地震烈度为8度的砂样,采用改变围压、固结比和动应力幅值等条件,进行试验并对数据进行拟合,归纳分析出在围压与固结比耦合作用下动强度关系式,通过对不同固结比条件下液化应力比进行研究.结果表明:该砂土动强度随着固结比与围压的增加而增加,其中固结比对于动强度的影响比围压的影响要大;随着固结比增加液化应力比在增加,在工程中,随着埋深的增加该砂土的抗剪强度增加.     

黄土含量对太原砂液化特性影响的试验研究

以太原地铁项目现场原状土为基础,通过一系列不排水循环三轴试验,对太原砂-黄土重塑混合料的液化特性进行了试验研究.结果表明:黄土含量(_Lc)对太原砂液化特性影响显著;在循环荷载作用下,太原砂-黄土混合料试样与太原砂试样液化破坏过程不同;混合料的液化强度(C_(RR))随着_Lc的增加呈现非线性变化的规律;有效围压、动荷载频率、相对密度等因素均会对混合料C_(RR)产生影响.最后根据试验数据提出了不同细粒含量混合料C_(RR)评价模型.该模型适用性较好,可为工程实践提供参考.     

橡胶砂剪切特性的细观数值模拟

为了研究橡胶砂剪切特性的细观机制,利用PFC3D离散元程序对橡胶砂的直剪试验进行数值模拟,分析了竖向正应力和橡胶掺量对橡胶砂剪切特性宏、细观力学行为的影响.结果表明,宏观层面上,区别于纯砂的应变软化特征,橡胶砂的应力与应变关系曲线表现出应变硬化特征,橡胶颗粒的加入显著改善了纯砂剪切强度特性,剪切强度随竖向正应力的增大而提高.细观层面上,橡胶颗粒的掺入提高了橡胶砂的配位数、强力链数和总力链数,形成了更加稳定的力链体系;竖向正应力为200 kPa时,相比于纯砂,掺入15%橡胶颗粒的橡胶砂配位数、强力链数和总力链数分别提高36.1%、25.3%和27.7%;相比纯砂,橡胶颗粒的掺入抑制了颗粒旋转,但对颗粒间法向接触力和切向接触力的分布和大小无显著影响.     

高聚物固化钙质砂的动力特性试验研究

钙质砂颗粒形态不规则,孔隙率较高且容易破碎,其特性与陆源砂不同,用作岩土工程材料前须固化.本研究使用高聚物来固化处理钙质砂,并通过动三轴试验,研究钙质砂固化前后的动力液化特征,对两种试样的孔隙水压增长规律、动应变发展特性以及滞回曲线的演化趋势进行分析.试验结果表明:经高聚物固化的钙质砂抗液化能力显著增强,两者的孔隙水压...     

压弯剪扭钢筋混凝土T形截面柱抗震性能试验研究

为研究钢筋混凝土T形截面柱在压弯剪扭复合受力下的抗震性能,以轴压比、扭弯比与肢高肢厚比为变化参数,设计了6根钢筋混凝土T形截面柱试件进行恒定轴压下弯剪扭低周反复加载试验.观察了试件的破坏过程及形态,获取了其扭矩-扭转角滞回曲线和荷载-位移滞回曲线.基于试验数据,分析了不同变化参数对该类T形柱抗震性能指标的影响.结果表明：随着扭弯比的增大,钢筋混凝土T形截面柱的破坏形态表现为弯曲、弯扭和扭转剪切破坏;n=0.36与n=0.3相比,构件的抗扭与抗弯延性分别提高了31%与63%;γ=0.08～0.21时,随着扭弯比增大,试件的抗扭承载力与极限扭转角均有所增大,幅度分别为34%～52%与35%～58%,转角延性系数增大,幅度为24%～38%;ξ=2.5～3.0范围内,肢高肢厚比越小,T形柱的各项抗弯和抗扭承载力指标虽然降低,但提高了扭转和水平位移延性系数;试件的耗能能力主要取决于弯剪耗能能力;增大轴压比与扭弯比都会加快T形柱的扭转及侧移刚度退化;试件的受扭强度退化系数在0.80～0.98之间,受弯强度退化系数在0.75～1.00之间.     

珊瑚砂剪切特性试验分析

为了研究珊瑚砂及其与结构接触面的剪切特性,从南海珊瑚岛礁取样,对试样进行颗分试验、直剪试验和扫描电镜观测,进行了珊瑚砂与钢材、混凝土及纤维增强(FRP)复合材料接触面的剪切特性试验。结果表明:试验珊瑚砂样的粒径主要分布在0.3~4.5mm,约占试样总质量的88%;珊瑚砂表现特殊的剪应力-位移曲线,且内摩擦角随粒径的增大而增大;珊瑚砂与FRP复合材料接触面摩擦角小于与混凝土接触面的摩擦角,大于与钢材接触面摩擦角,珊瑚砂与结构接触面摩擦角较石英砂稍大。通过扫描电镜观测发现,大粒径珊瑚砂颗粒有明显的孔洞,粒径较小的颗粒组织结构疏松。将珊瑚砂破碎颗粒质量占试样总质量的比重定义为颗粒破碎率,颗粒破碎率随珊瑚砂粒径的增大而对数增大,随轴向应力的增大而指数增大。     

轻量砂抗剪强度特性三轴试验研究

为了开发利用轻量砂,在对国内外具有明确物理含义的土的破坏取值标准进行系统研究的基础上,通过三轴试验对轻量砂的抗剪强度特性进行研究.研究结果表明:土的破坏取值标准有变形标准和强度标准,二者统一于有效应力原理,都与孔压发展路径有密切关系.应力-应变曲线的软化、硬化是轻量砂剪胀和剪缩的外在表现,软化型宜采用最大有效主应力比或最大主应力差标准,二者不会导致轻量砂抗剪强度指标的显著差别,硬化型宜采用轴向应变15％标准.轻量砂的Mohr破坏包线形态是由其原生结构强度与围压共同决定的,当围压大于试样的结构屈服应力,破坏包线可以用直线表示.黏聚力和有效黏聚力随着EPS球粒掺入比的增大而减小,随着水泥掺入比和龄期增大而增大;内摩擦角和有效内摩擦角随着EPS球粒掺入比的增大而减小,随着水泥掺入比和龄期增大而增大.EPS球粒的空间置换效应与水泥的结点固化效应共同决定轻量砂的抗剪强度特性.     

高应力下干砂与饱和砂单剪特性比较

在自行改造、加工的高应力单剪仪试验系统上,对饱和粗砂、干粗砂、饱和细砂、干细砂与钢材、混凝土界面的剪切特性进行了正交试验研究.经过对试验数据的回归分析发现,高应力单剪条件下的剪应力-剪切位移关系曲线段与双曲线模型较一致.干砂界面的初始剪切刚度和界面抗剪强度均大于同基底下饱和砂界面的值.通过对试验数据的方差分析知,相对于土性和基底材料两影响因素,砂的干湿状态对剪切特性的影响比较显著.     

场地土动剪模量的试验对比研究

由于土动力参数的不同,土动力计算分析的结果将有一定差异,为更合理的取得地基一基础一上部结构相互作用体系动力特性研究的野外大比例模型试验的场地土的动力特性,在100kPa,200kPa,300kPa3种固结压力下,分别进行了原状土样的循环单剪试验、扰动土样的动三轴试验,得到了2种试验在3种固结压力下的最大动剪模量Gdmax和G／Gdmax-γ,曲线,并进行了对比分析．结果表明,循环单剪试验得到的原状土的Gd一比相同固结压力下的扰动土的动三轴试验值稍低;100kPa和200kPa固结压力下原状土的循环单剪试验得到的动剪模量比G／Gdmax大于相应的扰动土的动三轴试验值,而300kPa固结压力下原状土的循环单剪试验得到的G／Gdmax却小于相应的扰动土的动三轴试验值。     

复杂应力条件下饱和南京细砂门槛剪应变特性

利用GDS空心圆柱扭剪(HCA)仪,对相对密度Dr=50%的饱和南京细砂进行三向非均等固结条件的循环扭剪试验,研究初始主应力方向角(αo)、初始偏应力比(ηo)、初始平均有效主应力(po)和初始中主应力参数(bo)4个初始固结应力参数对门槛剪应变(γt)的影响.研究结果表明:当其余的3个初始固结应力参数不变时,γt随着任一参数η0po、或bo的增大而增大;αo对γt的影响较大,且当αo从0°到45°的增大过程中,γt逐渐变小;当αo从45°增大到90°的过程中,γt逐渐变大;当αo≈45°时,主应力方向对γt的影响起主导作用,偏应力比的影响被弱化.     

钢筋混凝土剪扭构件承载力计算公式的研究

《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)(以下简称《规范》)在剪扭复合作用构件承载力计算中采用三段折线关系,将1/4圆弧外扩,导致设计偏于危险;丁大钧建议公式使用1/4圆弧模型,但在选取混凝土剪力项折减系数时低估了混凝土部分的抗剪能力;黄靓建议公式使用内缩的直线模型,设计偏于保守.在1/4圆弧相关关系的基础上提出两种修正公式.实例对比表明,两种修正公式安全于《规范》公式.算例分析表明,两种修正公式既能完全满足1/4圆弧相关关系,又较好地满足了黄靓提出的直线相关关系且两种修正公式计算结果相当接近.     

饱和细砂液化势动三轴试验研究

介绍了振动三轴试验判定饱和砂土液化势的试验分析过程.动三轴试验判定液化势属于试验—分析法,即以室内液化试验和土体地震反应分析结果为依据进行判定,其可靠性取决于室内液化试验和土体地震反应分析结果的可信程度.动三轴试验仪器设备结构比其它动力特性试验方法简单,易于操作,是室内判定饱和砂土液化势的比较普遍的方法.     

一种锯末-黏土混合地基土的动力特性试验研究

文章介绍了一种以锯末为主要成分,用于地基-基础-上部结构动力相互作用振动台模型试验的混合地基土。用循环单剪仪对混合地基土进行了动力特性试验,得出了动剪切模量比Gd/Gdmax和阻尼比λ随动剪应变γd变化的关系曲线,给出了该种混合地基土的动力特性参数。     

双向偏压剪反复扭构件抗震性能试验研究

通过对 8根承受双向偏压力、剪力作用的钢筋混凝土柱在低周反复扭矩作用下的抗震性能试验 ,对钢筋混凝土复合受扭构件的破坏形态、滞回曲线、延性及耗能、承载力、刚度及滞回阻尼等特性以及轴压比、相对偏心距对它们的影响进行了分析 .并通过空间变角桁架理论推导出扭矩、轴压力、双向弯矩和双向剪力间的承载力相关公式 ,最后通过相关公式和试验结果拟合出极限扭矩实用计算公式 .分析表明公式计算值与试验值符合较好     

滑带土抗剪强度特性的环剪试验研究

以黄土坡滑坡滑带土为研究对象,采用环剪仪研究了天然含水率的滑带土在不同法向应力与剪切速率下的抗剪强度特性。试验结果表明:滑带土的峰值强度和残余强度均随着法向应力的增大而增大,并呈现出较强的线性关系;0.1~10mm/min范围内的剪切速率对滑带土的残余剪切强度影响不明显,变化幅度在±6%以内;但剪切速率越大,滑带土需要更多的变形以达到残余强度;随着剪切速率地增大残余黏聚力不断地减小,残余内摩擦角逐渐地增大,峰值强度及峰值黏聚力、内摩擦角均增大;剪切速率对滑带土的软化特性影响明显,并且较大的剪切速率使得剪切过程中从剪切盒侧壁流失的黏粒与孔隙水增多,因此在进行滑带土排水环剪时,宜采用较小的剪切速率。     

震后击实黄土和原状黄土的液化试验研究

在饱和黄土动三轴试验的基础上,结合黄土微观结构特征研究和粒度组成分析,讨论了等效循环荷载作用下震后击实黄土和原状黄土的孔压比一应变关系,并从微观结构特征参数和粒度组成方面阐述了黄土孔压发展规律差异的原因．试验结果表明：击实黄土在液化过程中孔压发展较原状黄土慢,主要原因在于原状黄土大中孔隙较击实黄土含量多;震后黄土的粘粒含量较震前均有一定程度的增加,粉粒相应减少,砂粒变化较小,液化应力比随着粘粒含量的增加而增大,抗液化能力降低．     

轻质橡胶颗粒-砂混合土的压缩性试验研究

通过单向压缩试验,研究了橡胶颗粒-砂混合土中橡胶颗粒的压缩性以及不同橡胶掺量混合土的压缩性.为确定混合土中橡胶颗粒自身的压缩性,配制了与橡胶颗粒同级配的纯砂试样,将纯橡胶试样压缩量减去纯砂试样压缩量,得到了混合土中橡胶颗粒自身的压缩量.同时,依据混合土中橡胶颗粒和砂颗粒各自的压缩曲线,考虑混合土的压缩量等于橡胶颗粒自身压缩量与孔隙减小量之和,采用更为合理的体积分数来表达橡胶颗粒的掺量,建立了一种混合土的压缩模型,并与试验结果进行了对比验证.结合模型和试验结果发现,橡胶颗粒掺量的界限质量分数为20%,工程应用中不应超过此临界值.